Pengukuran Arus Menggunakan Sistem DAQ Voltase

Arus sering diukur secara langsung menggunakan perangkat pengambilan data (DAQ).

    Perangkat DAQ yang mengukur tegangan, di sisi lain, sering lebih mudah diakses oleh pengguna.Metode ini memerlukan konversi arus menjadi tegangan agar perangkat DAQ tegangan dapat membaca sinyalnya.

Ini dapat dilakukan dengan shunt listrik, tetapi dibutuhkan sistem dengan impedansi input tinggi. Perhitungan menggunakan rumus yang sudah ditetapkan juga diperlukan untuk menentukan shunt optimal yang akan digunakan.

Impedansi Input

Impedansi listrik adalah pengukuran hambatan sirkuit terhadap arus jika tegangan terhubung ke sirkuit tersebut.

Jaringan impedansi input sumber, yang mencakup baik

• Statik & 

• Lawan dinamis.

Lawan listrik lebih sering dikenali sebagai reaktansi daripada lawan statik.

Jaringan beban adalah komponen jaringan listrik yang menggunakan listrik, sedangkan jaringan transmisi adalah bagian yang mentransmisikan daya. Impedansi output jaringan sumber dan impedansi input jaringan beban mengatur cara daya ditransfer dari jaringan sumber ke jaringan beban.

Impedansi sering digunakan untuk menilai efisiensi listrik jaringan, yang biasanya adalah rasio daya keluaran yang dapat digunakan terhadap umumnya memerlukan segmentasi jaringan dan menentukan kedua impedansi input dan output antara segmen-segmen tersebut.

Efisiensi didefinisikan sebagai rasio impedansi input terhadap impedansi total, yaitu, jumlah impedansi input dan output.

Untuk rangkaian AC, komponen reaktansi dari impedansi sering menyebabkan kerugian daya yang besar. Karena kerugian ini, arus rangkaian mungkin tidak sefase dengan tegangannya.

Karena daya adalah kombinasi dari tegangan dan arus, daya yang disampaikan melalui rangkaian kurang dari jika tegangan bersefase.

Rangkaian DC tidak memiliki reaktansi dan karenanya tidak mengalami masalah tersebut.

Sistem Pengambilan Data

DAQ merujuk pada metode pengambilan sampel sinyal listrik, yang sering digunakan untuk mengukur kondisi fisik.

• Sensor,

• Rangkaian kondisional sinyal, dan

• Konverter analog-ke-digital untuk mengubah karakteristik fisik menjadi sinyal analog

adalah di antara tiga komponen tersebut.

Rangkaian kondisional sinyal mengubah sinyal menjadi nilai digital yang dapat ditransformasikan. Nilai-nilai digital tersebut kemudian dikonversi melalui konverter analog-ke-digital. Logger data adalah nama paling umum untuk sistem DAQ mandiri.

Perekam data dengan impedansi input rendah biasanya memiliki impedansi input sekitar 22kΩ. Dengan impedansi input tinggi, harus memiliki impedansi input minimal 100 M, biaya per unit.

Tipe logger data ini juga memiliki konverter analog-ke-digital (pendekatan berturut-turut). Harus juga mencakup delapan saluran single-ended dengan A/D independen pada input tegangan 1V, 2V, 5V, dan 10V.

Shunt Listrik

Shunt listrik adalah alat yang menggunakan jalur hambatan rendah untuk mengalirkan listrik di sekitar titik sirkuit.

Ammeter dapat menentukan arus yang terlalu besar untuk diukur secara akurat secara langsung dengan menggunakan salah satu dari banyak shunt ammeter yang mungkin.

Tipe resistansi yang dikenal dengan tepat ini relatif minimal dibandingkan dengan arus sirkuit beban. Untuk melewatinya, shunt dihubungkan seri dengan sirkuit tersebut.

Penurunan tegangan (VD) di seberang shunt kemudian dapat diukur dengan menghubungkan voltmeter ke salah satu ujung shunt. Hambatan shunt dan penurunan tegangan ini kemudian dapat dihitung.

Penurunan tegangan pada arus maksimum shunt, yang harus direduksi setelah perangkat telah beroperasi selama periode waktu tertentu, adalah nilai yang membedakan shunt dan biasanya 50 mV, 75 mV, atau 100 mV.

Shunt sering memiliki derating untuk menit penggunaan berkelanjutan. Hambatan shunt mungkin menyimpang dari spesifikasinya serta suhu dan drift termal. Pada 80 °C (176 °F), shunt sering mulai mengalami drift termal dan menderita kerusakan yang tak dapat diperbaiki.

Perhitungan

Rumus standar untuk menentukan arus dalam sirkuit adalah

I = V/R

Di mana,

V – Tegangan (V)

I – Arus (Ampere) dan

R – Hambatan (Ω)

Dalam shunt, hambatan sama dengan hambatan nominal perangkat, dan tegangan sama dengan perbedaan tegangan antara terminal input Vin+ dan Vin- voltmeter.

Meng pastikan bahwa penurunan tegangan tetap dalam rentang tertentu adalah langkah paling penting dalam proses ini. Rasio sinyal-ke-noise yang cukup sering membutuhkan penurunan minimum beberapa volt.

Jika sumber arus terpisah dari terminal ground, noise dapat dikurangi dengan menghubungkan resistor 1kΩ antara terminal Vin- dan ground.